Опорный блок морской льдоустойчивой стационарной платформы

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - снижение металлоемкости. Каркас опорного блока состоит из основных стоек 1 и дополнительных стоек 2, расположенных по встречно-наклоненным друг к другу прямолинейным образующим гиперболоида. Центр 3 симметрии гиперболоида расположен ниже уровня 4 моря. Сверху гиперболоид ограничен горизонтальным замкнутым контуром 5, к которому коаксиально закреплена насадка 6 с боковой поверхностью в виде прямого сплошностенчатого усеченного конуса. Насадка расположена в зоне действия льда, угол наклона образующей конусной поверхности насадки к горизонту должен находиться з пределах от 15 до 50° При этом значения углов между лежащими в одной центральной вертикальной плоскости образующей насадки и гиперболической образующей гиперболоида лежат в диапазоне от 75 до 105° 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я>5 E 02 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А

1 (21) 4663713/15 (22) 17.03.89

{46) 15.11.91. Бюл. М 42

{71) Центральный научно;исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им.Н.П. Мельникова (72) К.В.Поляк, В.В.Ларионов, Л.М,Симкин и

О. 10. Колесникова (53) 627.2(088.8) (56) Патент США

М 3745777, кл, 61 — 46, 1974, (54) ОПОРНЫЙ БЛОК МОРСКОЙ ЛЬДОУСТОЙЧИВОЙ СТАЦИОНАРНОЙ ПЛАТФОРМЫ (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения— снижение металлоемкости. Каркас опорного блока состоит из основных стоек 1 и доИзобретение относится к строительству морских платформ для акваторий, в которых возможны ледовые образования.

Цель изобретения — снижение металлаемкости.

На фиг,1 изображен опорный блок ледостойкой опоры, общий вид; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг,3 — сечение Б-Б на фиг.2.

Каркас опорного блока состоит из основных стоек 1 и дополнительных стоек 2, расположенных по встречно-наклонным друг к другу прямолинейным образующим гиперболоида. Каждая стойка 1 с любой стойкой 2 лежат в одной плоскости, Центр 3 симметрии гиперболоида расположен ниже уровня 4 моря. Сверху гиперболоид ограничен горизонтальным замкнутым контуром 5, к которому

„„. Ж„„1691469 А1 полнительных стоек 2, расположенных по встречно-наклоненным друг к другу прямолинейным образующим гиперболоида.

Центр 3 симметрии гиперболоида расположен ниже уровня 4 моря. Сверху гиперболоид ограничен горизонтальным замкнутым контуром 5, к которому коаксиальна закреплена насадка 6 с боковой поверхностью в виде прямого сплошнастенчатого усеченного конуса. Насадка расположена в зоне действия льда, угол наклона образующей канусной поверхности насадки к горизонту должен находиться в пределах от 15 до

50, при этом значения углов между лежащими в одной центральной вер1икальной плоскости образующей насадки и гиперболической образующей гиперболоида лежат в диапазоне от 75 да 1050. 3 ил. коаксиально закреплена насадка 6 с боковой поверхностью в виде прямого сплошностенчатого усеченного конуса.

Насадка 6 расположена в зоне действия льда. Для минимальнога воздействия ледовой нагрузки угол j3 наклона образующей конуснай поверхности насадки к горизонту должен находиться в пределах от 15 да 50, Значения углов а между лежащими в одной центральной вертикальной плоскости образующей насадки и гипербалоической образующей гип рболаида лежат в диапазоне от 75 до 105".

Устройства работает следующим образам.

Передача нагрузки ат ледонаго воздействия на грунт происходит па кра1чайшему расстоянию в направлении действия на1 691469

20 груэки и работа основных несущих элементов саару>кения является рациональнсй.

Диапазон углов а между лежащими в одной центральной вертикальной плоскости образующей насадки и гиперболической образующей гиперболоида принят равным 75 — 105 из следующих сообра>кений. Хак Видно из фиг.,, при Выпагlнении вышеуказанного условия плоскость, образованная основной стойкой ; и соответствующей дополнительной стайкой 2, составит с образуou„eA насадки 6 угол, равный 75105 . Учитывая, что угол наклона образугащей насадки K гаризан: близок к 33,7", тo направление ледовой нагрузки, действу1о цей Ila насадку, составит минимальный угол с пласкость1о, образованной стойкагии 1 и 2, так как в данном случае направление ледоВоА нагрузки составит с образующей насадки тот же угол 75 — 105 . Это обьясняется тем, что отношение горизонтальной ь Вертикальных составляк>щих, равное tgl 34ьагс19 f), будет близко к единице, Обеспечив таким образом минимальный угол между направлением ледовой нагрузки и плоскостью, в которой лежат основные несущие элементы конструкции, а лменно стойки 1 и

2, мы гарантируем наиболее эффективную, о точки зрения расхода металла, работу несущих элементов, а имен Io, в направлении их наибольшей жесткости. "1 аким образам, реализуется общепринятый принцип кснцентрации материала, который лежит в основе теории формообразования строительных конструкций.

При подвижке нлавающих ледовых образований возникает возделствие на насадку 6 в направлении движения льда, При отсутствии смерзания льда с конструкцией удельная ледовая нагрузка на конусообразную поверхность имеет горизонтальну1о и вертикальную составляющие, отношен: . которых равно tg(P+ arctg f), где — угол наклона образующей насадки к горизонту; ( — коэффициент трения льда по конической поверхности. При выполнении насадки 6 из

ve1anna arctg т= 11,3 . Если приня rt, /) =: 33,7", та удельная равнодействующая ледовой наГрузки состаВит с Горизонтам уГОл 4с

При соблюдении условия сохранения у.ла между произвольной образующей насадки

6 и лежащей с ней в одной центральной вертикальной плоскости гиперболической образующей гиперболоида в пределах а 75 — 105О можно следующим образом представить построение топологии стоек опорного блока, Г а ри за нтал ьн ы Й замкнутый контур разбивается на четное число участков узловыми точками таким образом, чтобы сабпк1далась

4 f i

55 центральная симметрия. Через любые две соседние узловые точки пооводят прямолинейные образующие гиперболоида, лежащие в одной плоскости, вдоль которых располагают стойки каркаса. При этом расчетное направление равнодействующей ледовой нагрузки на участке насадки 6 между узловыми точками совпадает с этой плоскостью. Посредством последовательного поворота па контуру указанной плоскости, ограниченной стойками, относительно центральной вертикальной Оси опарнога блока до совмещения =.îîòâåòñòâóþùåé пары узловых точек с соседней парой точек (соседняя пара может представлять или две другие узловые точки, либо одну другую. а одну принадлежащую данной плоскости) получают все множество равных по количеству и встречно направленных образующих, "QofIIi KoTopI l (pcii палажсн ы стайкH 1 P 2, При принятом построении топологии каркаса ледовая нагрузк". Воспринимается иэ условия, что чем меньше угол между плоскостью действия нагрузки и стойкой, тем большая доля нагрузки на нее приходится.

Распределение нагрузки обусловлено наличием жесткого горизонтального контура, предназначенного для включения в работу всех стоек.

Анализ напряжен Но-деформированного састочния опорного блока пад действием ледовой нагрузки свидетельствует о там, чта осевые усилия в стойках существенна преобладают над изгибными усилиями. что приводит к экономии металла за счет ега рациональногоо использования.

Такая работа стоек каркаса возможна только при угле между образующей насадки и гиперболической образующей гиперболоида, лежащих в Одной вертлкальнол плоскости (or 75 до 105 ),который диктует направление ледового Воздействия на опорный блок, Пределы этого угла ":агут быть выдержаны толька при расположении центра симметрии гиперболоида ниже уровня моря.

Эффект наличия нового элемента, а именно конусообразной насадки, заключается в формировании направления действия ледовой нагрузки на стойки каркаса. благодаря чему обеспечивается их эффективная работа.

Расчеты показали, что па сравнению с известными техническими решениями, экономия металла превышает 10(, При этом повышается надежность o«opHoro блока благодаря возможности перераспределения нагрузки от стойки, исчерпавшей несущу1О способность, на соседние стойки, 5

1691469 которые тоже в основном будут работать на осевое сжатие.

Формула изобретения

Опорный блок морской льдоустойчивой стационарной платформы, включающий 5 каркас из стоек, расположенных по прямолинейным образующим однополосной поверхности второго порядка с центром симметрии и наклоненных в одну сторону, и горизонтальный контур, ограничивающий 10 сверху каркас, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости, он снабжен дополнительными стойками, наклоненными навстречу к основным стойкам и образующими с основными стойками сет- 15 ку с поверхностью гиперболоида, причем каждая дополнительная стойка с любой осHoBH0A сТоАКоА lie>K8T в оДной o locKocTH, горизонтальное сечение каркаса опорного блока выполнено с соблюдением круговой симметрии, а также насадкой с боковой поверхностью в виде сплошностенчатого усеченного конуса с расположенным внизу большим основанием, прикрепленной коаксиально к верхнему контуру каркаса и частично затопленной, при этом центр симметрии гиперболоида расположен на вертикальной оси каркаса в его средней части, а значения углов, образованных образующей боковой поверхности насадки и гиперболической образующей гиперболоида, заключены в диапазоне 75 — 175 .

1691469

Ъг7 (Г

) Составитель Р. Бесчастнова

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор M.Áàêàðåâà

Заказ 3910 Тираж Подг исное

ВНИИПИ Государе венного комитета flo изобретениям и открытиям при ГКН1 (л СР

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Уж ород, ул.f агар,на, 101